37SpecificationforhighwayengineeringdigitaltwI 2 2 2 2 2 3 3 3 3 3 3 4 4本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔識別專利的責任。1公路工程數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用規(guī)范本文件規(guī)定了公路工程數(shù)字孿生系統(tǒng)創(chuàng)建及全生命期業(yè)務(wù)場景系統(tǒng)應(yīng)用的技術(shù)要本文件適用于新建、改擴建以及在役公路提升項目的數(shù)字孿生技GB/T36626信息安全技術(shù)信息系統(tǒng)安全運維管理指南GB/T40778.1物聯(lián)網(wǎng)面向Web開放服務(wù)的系統(tǒng)實現(xiàn)第1部分：參考GB/T40778.2物聯(lián)網(wǎng)面向Web開放服務(wù)的系統(tǒng)實現(xiàn)第2部分：物體GB/T43441.1—2023信息技術(shù)數(shù)字孿生第1部分：通用公路工程實體highwayengineerin公路工程數(shù)字孿生highwayengineeringdig2公路工程項目基于數(shù)據(jù)驅(qū)動實現(xiàn)公路工程實體與數(shù)字實體間各要素動態(tài)迭代的系統(tǒng)。[來源：GB/T43441.1—2023,3.5,有修改]公路工程虛實映射highwayengineeringphysical-digitalmapping公路工程實體與公路工程信息模型之間形成的集合對應(yīng)關(guān)系。[來源：JTG/T2420—2021,4.1公路工程數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用應(yīng)依托公路工程信息模型開展，其技術(shù)實施應(yīng)符合GB/T51212—20164.2公路工程信息模型應(yīng)根據(jù)公路工程各階段的應(yīng)用要求按不同的模型精細度進行創(chuàng)建。4.3公路工程數(shù)字孿生信息模型數(shù)據(jù)格式和接口標準應(yīng)符合GB/T40778.1中的規(guī)定。4.4公路工程數(shù)字孿生系統(tǒng)應(yīng)采用統(tǒng)一的坐標系統(tǒng)和高程基準。4.5公路工程數(shù)字孿生系統(tǒng)應(yīng)采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)公路工程虛實映射，應(yīng)遵守GB/T40778.1、GB/T40778.2確定的物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)要求。4.6公路工程數(shù)字孿生系統(tǒng)應(yīng)保障信息安全，應(yīng)按照GB/T22239、GB/T36626及GB/T40778.1相關(guān)信息模型管理，應(yīng)符合GB/T434415.2.1信息模型應(yīng)準確描述公路工程實體，宜具備及時更新、交互和數(shù)據(jù)連接的能力，能夠?qū)崿F(xiàn)信息模型與公路工程實體在全生命期的真實映射5.2.2信息模型分類及編碼規(guī)則應(yīng)符合JTG/T2420—2021中第5章的規(guī)定，模型精細度應(yīng)符合JTG/T2420—2021中7.0.3的規(guī)定。5.2.3設(shè)計信息模型創(chuàng)建應(yīng)符合JTG/T2421—2021中第4章的規(guī)定。5.2.4施工信息模型創(chuàng)建應(yīng)符合JTG/T2422—2021中第4章的規(guī)定。5.2.5信息模型創(chuàng)建宜包含數(shù)字高程模型、傾斜攝影模型等三維地理信息數(shù)據(jù)，并結(jié)合正射影像與公35.3.2施工階段宜采集施工進度、工程計量、質(zhì)量檢驗、安全管理、人員信息、設(shè)備定位、智慧工地物聯(lián)網(wǎng)信息、影像、環(huán)保、氣象及設(shè)施監(jiān)測等數(shù)據(jù)。5.3.3運營階段宜采集毫米波雷達、激光雷達、智能道釘、ETC門架、紅外攝像機、高清攝像機、物聯(lián)傳感器及車路協(xié)同等交通運行感知數(shù)據(jù)，接入養(yǎng)護施工、交通管控信息及氣象環(huán)境信息等數(shù)據(jù)。5.4虛實映射虛實映射應(yīng)建立數(shù)據(jù)協(xié)議，通過數(shù)據(jù)同步、跨系統(tǒng)聯(lián)動等操作，進行統(tǒng)一數(shù)據(jù)資源管理，明確數(shù)字孿生系統(tǒng)數(shù)據(jù)的互通、融合、交換應(yīng)用規(guī)則。5.5場景創(chuàng)建5.5.1設(shè)計階段應(yīng)開展三維地形建模、地質(zhì)建模、正射影像創(chuàng)建，設(shè)計數(shù)據(jù)采集及設(shè)計信息模型創(chuàng)建，宜融合傾斜攝影模型豐富場景內(nèi)容。5.5.2施工階段應(yīng)開展施工過程信息采集、智慧工地物聯(lián)網(wǎng)接入，宜深化施工圖設(shè)計信息模型、增加臨時場站及設(shè)施信息模型等，結(jié)合施工進度搭建數(shù)字孿生場景。5.5.3運營階段應(yīng)基于輕量化路橋隧信息模型，建立交通仿真模型及養(yǎng)護決策模型。5.6信息模型管理5.6.1信息模型管理應(yīng)建立模型和數(shù)據(jù)管理機制，包括模型數(shù)據(jù)存儲和同步機制等。5.6.2信息模型數(shù)據(jù)分類應(yīng)按照結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)及非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)分類。5.6.3信息模型數(shù)據(jù)存儲應(yīng)滿足完整性、準確性、時效性及安全性要求。5.6.4信息模型數(shù)據(jù)同步應(yīng)滿足一致性、可靠性及可擴展性要求。設(shè)計階段應(yīng)與設(shè)計成果數(shù)據(jù)保持一致，分別開展初步設(shè)計信息模型數(shù)據(jù)同步、施工圖設(shè)計信息模型數(shù)據(jù)同步；施工階段應(yīng)根據(jù)施工進度、智慧工地物聯(lián)網(wǎng)等數(shù)據(jù)進行信息模型數(shù)據(jù)同步；運營階段應(yīng)根據(jù)公路工程實體交工狀態(tài)、養(yǎng)護施工、維護、運行管控等數(shù)據(jù)進行信息模型數(shù)據(jù)同步。5.6.5信息模型數(shù)據(jù)管理應(yīng)配備相應(yīng)的硬件及網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，宜在安全可靠環(huán)境中開展應(yīng)用，保障信息安5.6.6信息模型管理應(yīng)符合GB/T43441.1—2023中7.9的規(guī)定，形成規(guī)劃設(shè)計、建設(shè)施工、運營養(yǎng)護等數(shù)字資產(chǎn)。6業(yè)務(wù)場景系統(tǒng)應(yīng)用6.1通用要求6.1.1公路工程數(shù)字孿生系統(tǒng)應(yīng)按業(yè)務(wù)場景進行分類，分別開展需求分析、系統(tǒng)設(shè)計、信息模型構(gòu)建、數(shù)據(jù)采集、模擬分析、結(jié)果驗證和優(yōu)化改進等。6.1.2公路工程數(shù)字孿生系統(tǒng)與其他系統(tǒng)應(yīng)預(yù)留開發(fā)接口，并建立接口標準，確保系統(tǒng)的兼容性和集成性。6.1.3公路工程數(shù)字孿生系統(tǒng)宜開展功能測試和技術(shù)性能評估、安全評估，并進行軟件測評。6.2設(shè)計階段應(yīng)用設(shè)計階段系統(tǒng)應(yīng)用宜包括：a)三維場景可視化：提供高精度的三維地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)，支持地形、地貌、地質(zhì)及路網(wǎng)等關(guān)鍵要素的三維展示；4b)方案設(shè)計與比選：通過數(shù)字孿生技術(shù)構(gòu)建設(shè)計方案信息模型進行可視化對比，開展方案論證、成本效益分析、環(huán)境影響評估等；c)仿真分析：在數(shù)字孿生場景中開展視距檢查、凈空分析、碰撞檢查、施工方案模擬、交通組織仿真等應(yīng)用，優(yōu)化設(shè)計方案。6.3施工階段應(yīng)用施工階段系統(tǒng)應(yīng)用宜包括：a)施工組織模擬：通過施工工藝、工序等仿真模擬，結(jié)合施工資源投入，分析施工重難點，合理編制施工組織計劃；b)形象進度分析：接入工序報驗及現(xiàn)場物聯(lián)設(shè)備數(shù)據(jù)，在數(shù)字孿生場景實時展示工程形象進度，結(jié)合施工方案開展進度計劃推演分析、施工進度預(yù)警；c)投資進度分析：接入工程計量數(shù)據(jù)，在數(shù)字孿生場景實時展示工程投資進度，統(tǒng)計分析建設(shè)資金使用情況；d)交通組織仿真：創(chuàng)建施工交通組織數(shù)字孿生場景，結(jié)合施工交通組織計劃、施工區(qū)域交通情況開展宏微觀交通仿真分析，動態(tài)優(yōu)化施工交通組織方案；e)施工保通監(jiān)管：結(jié)合施工期交通仿真分析及安全監(jiān)測，開展施工安全風險評估及預(yù)警，提升施工保通能力；f)智慧工地管理：集成物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)和信息，開展人員、質(zhì)量、原材料、環(huán)境及安全管理，進行數(shù)據(jù)分析和可視化管理，開展數(shù)字孿生施工監(jiān)管。宜包括以下內(nèi)容：1)人員管控：利用可穿戴設(shè)備和移動定位技術(shù)，開展人員實名制管理、人員考勤，進行重點作業(yè)施工人員定位，結(jié)合視頻識別技術(shù)，開展人員識別、安全行為判別智能化應(yīng)用；2)質(zhì)量監(jiān)管：利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)接入施工設(shè)備，進行數(shù)據(jù)分析預(yù)警與施工質(zhì)量實時監(jiān)管；3)原材物料管理：通過射頻身份識別標簽和傳感器技術(shù)，結(jié)合工地試驗監(jiān)測實時管理，追蹤物料的存儲、使用、質(zhì)量檢驗和流動情況，實現(xiàn)公路工程實體的原材料質(zhì)量追溯，優(yōu)化物料管理流程；4)環(huán)境監(jiān)控：集成各類傳感器數(shù)據(jù)，直觀展示、監(jiān)控施工環(huán)境和設(shè)備狀態(tài)，實時展示施工設(shè)備的運行狀態(tài)、施工現(xiàn)場的環(huán)境狀況，監(jiān)測施工現(xiàn)場的能源消耗，部署施工現(xiàn)場遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)，對重點部位實施全過程監(jiān)控等；5)安全監(jiān)管：對危大專項工程施工組織方案開展專項施工仿真分析，核查施工安全管控要點；結(jié)合特種作業(yè)人員管控，監(jiān)測特種作業(yè)設(shè)備運行狀態(tài)，開展實時分析和安全預(yù)警。6.4運營階段應(yīng)用運營階段系統(tǒng)應(yīng)用宜包括：a)路網(wǎng)運行數(shù)字孿生：開展交通流、設(shè)施設(shè)備狀態(tài)等可視化監(jiān)測，利用交通流量監(jiān)測數(shù)據(jù)和交通指數(shù)進行路網(wǎng)層級的宏觀交通流分析；進行交通事故影響、交通態(tài)勢感知、交通趨勢預(yù)測，評估交通狀況和服務(wù)質(zhì)量；b)交通管控與優(yōu)化：開展路段交通流量溯源、斷面交通量分析，根據(jù)交通流量和